[发明专利]一种适于评定渐开线测量仪器的大尺寸渐开线样板设计方法

说明书

本发明公开了一种适于评定渐开线测量仪器的大尺寸渐开线样板设计方法，采取的是曲线圆弧来代替大齿轮的标准理论渐开线齿廓，通过计算圆弧与理论渐开线之间的偏差可以得到双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的原理误差，通过调整标准块的检测圆弧半径r_c和定心轴轴心与基准块检测圆弧的圆心之间的中心距O₁O₂产生不同尺寸的双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板；根据参数设计的双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的原理误差曲线是双驼峰曲线，使用双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板校准大齿轮测量仪器时，测量的结果与传统的渐开线样板有所不同，通过误差补偿所得到的结果来表示仪器的误差。

技术领域

本发明涉及一种适于评定渐开线仪器的新型大尺寸渐开线样板，属于基准渐开线样板，用于渐开线仪器齿形测量的高精度校准。

背景技术

齿轮作为一种重要零部件被广泛应用于军工设备、工业产品和民用商品中，其具有结构紧凑、传动比准确、传动效率高等特点。随着造船业、风力发电机和石油输送系统及工程机械等制造业的快速发展，对大齿轮的应用需求越来越大，大齿轮已经成为现代工程技术应用不可或缺的一部分，在国民经济及国防建设中起着重要作用。

大齿轮在工程上得到广泛应用，而我国大齿轮样板少之又少，没有建立完善的大尺寸渐开线量值传递体系，导致大齿轮测量结果不能统一，严重影响大齿轮质量的提升。究其根源，大齿轮渐开线样板尺寸大、形状复杂，不仅加工困难，也缺乏检测大尺寸样板的高精度仪器。为此，本发明用精度可控的特种形体代替渐开线齿廓，构造新型大尺寸渐开线样板——双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板，满足样板高精度加工的同时可实现高精度的检测，进而实现大尺寸渐开线的量值传递。本发明将探讨新型大尺寸渐开线样板校准齿轮测量仪器的方法，为我国大尺寸渐开线量值传递体系的建立、实现量值溯源、扩展齿轮渐开线国家标准提供技术支撑。

发明内容

本发明的目的在于：研究用于校准大齿轮测量仪器的新型大尺寸渐开线样板的原理，解决在大尺寸渐开线量值传递中的关键技术问题。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：一种适于评定渐开线测量仪器的大尺寸渐开线样板设计方法，如图1所示，本发明采取的是曲线圆弧来代替大齿轮的标准理论渐开线齿廓，通过计算圆弧与理论渐开线之间的偏差可以得到双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的原理误差，通过调整标准块的检测圆弧半径r_c和定心轴轴心与基准块检测圆弧的圆心之间的中心距O₁O₂产生不同尺寸的双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板。

如图2所示，新型大尺寸渐开线样板——双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的结构包括以下几部分：标准块圆弧中心轴1，定心轴2，标准块3，基体4。定心轴2两端有用于装卡定位的高精度顶尖孔，标准块圆弧中心轴1与定心轴2相互平行，标准块3的中心线与标准块圆弧中心轴1的轴线重合，两块基体4对称且平行地分布在标准块3的两侧。标准块3两边的圆弧面半径对应着图1中的检测圆弧半径r_c，标准块圆弧中心轴1与定心轴2之间的距离对应着图1中的中心距O₁O₂，通过合理地设计这两个参数就可以得到对应不同齿轮的大尺寸渐开线样板。

双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的原理误差δ_p，即曲线圆弧与大齿轮的标准理论渐开线之间的偏差的计算是根据电子展成法来实现的，即

其中r_b表示双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板所模拟的齿轮的基圆半径；

r_p表示大齿轮测量仪的测头半径；

r_c表示标准块圆弧的半径；

C表示定心轴轴心与标准块圆弧的圆心之间的距离；

ε表示双轴式圆弧型大尺寸渐开线样板的旋转角度。